MongoDB的底层存储原理是使用一种称为B树(B-Tree)的数据结构来存储数据。B树是一种平衡的多路搜索树,它通过将数据按照顺序存储在磁盘上的块中,以提高数据的访问效率。
具体来说,MongoDB使用了一种称为Mmapv1的存储引擎,该存储引擎将数据以文件的形式存储在磁盘上,并使用B树来组织和管理数据。
在Mmapv1存储引擎中,MongoDB将数据文件划分为多个大小固定的块(默认为2MB),每个块称为一个磁盘页(Disk Page)。每个磁盘页可以存储多个文档,每个文档由一个唯一的标识符(_id)来索引。
在插入新文档时,MongoDB会根据文档的_id值,使用B树来确定文档在磁盘上的位置。如果B树中不存在对应的索引项,则会在B树中插入一个新的索引项,并将文档写入磁盘上的合适位置。同时,MongoDB还会在内存中维护一个缓存,称为页缓存(Page Cache),用于加速数据的读取。
当需要查询数据时,MongoDB会根据查询条件在B树中进行搜索,并找到对应的索引项。然后,MongoDB会通过磁盘读取相应的磁盘页,并将数据加载到内存中进行处理,最后返回查询结果。
总结起来,MongoDB的底层存储原理是使用B树作为索引结构,将数据以磁盘页的形式存储在磁盘上,并通过在内存中维护的页缓存来提高数据的读取效率。